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J-GLOBAL ID：202202227751591591   整理番号：22A1086435

R2-RRT*:不確実な地形環境におけるオフロード自律地上車両の信頼性ベースロバストミッション計画【JST・京大機械翻訳】

R2-RRT*: Reliability-Based Robust Mission Planning of Off-Road Autonomous Ground Vehicle Under Uncertain Terrain Environment

著者 (7件)： Jiang Chen (Department of Industrial and Manufacturing Systems Engineering, University of Michigan-Dearborn, Dearborn, MI, USA) ,  Hu Zhen (Department of Industrial and Manufacturing Systems Engineering, University of Michigan-Dearborn, Dearborn, MI, USA) ,  Mourelatos Zissimos P. (Mechanical Engineering Department, Oakland University, Rochester, MI, USA) ,  Gorsich David (U.S. Army Combat Capabilities Development Command, Ground Vehicle Systems Center, Warren, MI, USA) ,  Jayakumar Paramsothy (U.S. Army Combat Capabilities Development Command, Ground Vehicle Systems Center, Warren, MI, USA) ,  Fu Yan (Global Data, Insights, Analytics, Ford Motor Company, Dearborn, MI, USA) ,  Majcher Monica (U.S. Army Combat Capabilities Development Command, Ground Vehicle Systems Center, Warren, MI, USA)
資料名： IEEE Transactions on Automation Science and Engineering  (IEEE Transactions on Automation Science and Engineering)
巻： 19  号： 2  ページ： 1030-1046  発行年： 2022年 
JST資料番号： W1406A  ISSN： 1545-5955  CODEN： ITASC7  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本論文は,不確かな地形環境の下でオフロード自律地上車両(AGV)の任務計画における課題に取り組むために,信頼できて,ロバストで急速に探査するランダムツリー(R2-RRT*)アルゴリズムを示した。2種類の移動性信頼性計量,即ち,状態移動度信頼性(SMR)とミッション移動性信頼性(MMR)を最初に定義し,AGVの移動性信頼性を定量化し,ミッション計画に移動性信頼性を組み入れた。SMRは,車両が関心のマップ上で特定の位置を通過することができる確率を計測し,一方,MMRは,空間上の土壌特性と傾斜の依存性を考慮して,ミッション経路の移動性信頼性を定量化した。定義されたSMRとMMR計量に基づき,2つの信頼性ベースのロバスト任務計画モデルを,ロバスト旅行時間を持ち,特定の信頼性要求を満足する最適経路を同定するために開発した。さらに,信頼性ベースの経路平滑化アルゴリズムを開発して,R2-RRT*の準最適性に対処した。事例研究の結果は,提案モデルとアルゴリズムの有効性を実証した。開路者にとっては,オフロード自律地上車(AGV)のミッション計画における不確かな地形環境を明示的に説明することを動機づけた。既存の手法,例えば,RRTとその変種は,一般的に,不確実性源を単純化し,車両移動性の信頼性を過大に見落としている。これらの単純化は,得られた経路上のオフロードAGVの故障(すなわち不動性)を導くことができた。本論文では,空間依存不確実性源を考慮したミッション計画に提案SMRとMMRメトリックを組み入れることにより,信頼性ベースのミッション計画モデルを提案した。信頼できてロバストな経路を同定するために,RRT*をR2-RRT*に拡張し,ミッションコストと信頼性の間のトレードオフを達成した。しかし,提案した信頼性ベースのミッション計画モデルはRRT*に限定されず,他の経路計画アルゴリズムと統合できる。また,それは,有害な気象条件における無人航空機(UAV)の運動計画のような,他の無人機とロボットにも適用可能である。Copyright 2022 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： アルゴリズム ,  簡素化 ,  故障 ,  *信頼性 ,  *不確実性 ,  ロボット ,  最適航路 ,  気象条件 ,  開路 ,  平滑化 ,  無人機 ,  モデル ,  事例研究 ,  *ロバスト性 ,  経路探索

分類 (2件)： 数理計画法  (KA03030M) ,  物的流通  (KA08000O)

タイトルに関連する用語 (5件)： 地形 ,  環境 ,  自律 ,  地上 ,  計画